BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil implementasi alat
Hasil implementasi alat tidak sepenuhnya sesuai dengan perancangan. Ada perubahan di beberapa bagian mekanik karena penyesuaian ukuran dan fungsi. Perbandingan hasil implementasi alat dengan perancangan bisa dilihat pada gambar 3.1 pada bagian perancangan dan hasil implementasinya pada gambar 4.1.
Gambar 4.1 Hasil implementasi alat
4.1.1 Perubahan Bentuk Konstruksi Timbangan (Loadcell)
Timbangan dibuat dengan sistem pengungkit dengan beban akan menumpu langsung pada loadcell. Pada titik berat pengukit digunakan sepasang bearing untuk memperkecil gesekan sehingga pengukuran lebih baik. Perubahan ini dilakukan karena pembuatan sistem sesuai perancangan tidak memungkinkan melihat bentuk dan ukuran
22
Gambar 4.2 Timbangan dengan sistem pengungkit
4.1.2 Penggunaan Solenoid Sebagai Katup Digantikan dengan
Konstruksi Motor DC.
Alasan tidak menggunakan solenoid adalah karena sulitnya mendapatkan barang tersebut. Penulis sudah mencoba mencari informasi kepada distributor-distributor dan ternyata hasilnya nihil. Oleh karena itu penulis menggunakan konstruksi dengan penggerak motor DC sebagai katupnya. Motor digunakan untuk menggerakkan sebuah katup yang akan bergeser bolak-balik sehingga bisa menutup dan membuka lubang keluaran pada tampungan obat. Pada saat motor berputar searah jarum jam maka katup akan menutup lubang saluran obat dan kebalikanya jika motor bergerak berlawanan arah jarum jam maka katup akan membuka. Ada dua stoper yang digunakan sebagai penahan supaya katup berfungsi. Sistem konstruksi katup dapat dilihat pada gambar 4.3, sedangkan gambar hasil implementasinya dapat dilihat pada gambar 4.4.
23
Gambar 4.4 Hasil implementasi katup motor DC
Sebagai kontrol untuk putaran bolak-balik motor digunakan rangkaian driver
dengan menggunakan relay. Rangkaian tersebut dapat dilihat pada gambar 4.5.
Gambar 4.5 Rangkaian driver motor DC katup
RL1 dan RL2 berfungsi sebagai kontak positif dan ground yaitu masing-masing relay
memiliki dua common. RL3 dan RL4 berfungsi sebagai pengaman untuk saling memutus sehingga tidak terjadi dua input yang bersamaan.
4.1.3 Penempatan Tempat Penyimpanan Hasil Takaran Obat
Sementara.
Perubahan penempatan kotak penyimpanan yang berfungsi untuk menyimpan gelas takar yang sudah terisi obat ini hanya pada posisinya. Pada perancangan kotak ini ditempatkan di bagian depan alat, sedangkan pada implementasinya penulis mengubahnya ke bagian sisi kiri alat. Perubahan ini dilakukan penulis karena pada bagian sisi depan alat gunakan sebagai tempat rangkaian elektronis yang ternyata memakan banyak tempat.
24
Selain itu, jika ditempatkan pada sisi kiri kotak penyimpanan ini akan berfungsi lebih baik dan lebih sederhana dalam konstruksi. Tampilan hasil implementasinya dapat dilihat pada gambar 4.6.
Gambar 4.6 Tampilan kotak penyimpanan
4.1.4 Penambahan Sensor LDR (Light Dependent Resistor)
Pada perancangan terdapat dua sensor yaitu sebagai pendeteksi keberadaan gelas takar dan pada bagian kotak penyimpanan. Pada perkembangannya dibutuhkan sensor tambahan pada setiap posisi gelas takar, yaitu sebanyak empat posisi. Tiga posisi digunakan sensor LDR dan satu posisi pada kotak penyimpanan penulis menggunakan sensor infrared dengan alasan fungsional mekanik. Skema rangkaian elektriknya dapat dilihat pada gambar 4.7.
Gambar 4.7 Rangkaian sensor LDR
Ada empat posisi pada meja putar yang dilalui gelas takar, dan tiga diantaranya terpasang sensor LDR yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan gelas takar. Penempatan sensor LDR bisa dilihat pada gambar 4.8 yaitu dengan cara dibenamkan pada alas meja putar.
25
Gambar 4.8 Posisi penempatan sensor LDR
4.1.5 Penambahan Rangkaian LPF (Low Pass Filter) pada Penguat
Tegangan Output Loadcell.
Tegangan output dari Loadcell sangat kecil yaitu hanya dalam satuan milivolt. Semua tidak sesuai dengan yang direncanakan pada perancangan, rangkaian penguat yang dirancang penulis untuk output loadcell mengalami kegagalan. Penelitian pertama penulis menggunakan IC LM741 sebagai penguat dan tidak berhasil, kemudian penulis mencoba IC lain seperti LM324 dan LM358 namun hasilnya sama. Dari penelitian itu diketahui bahwa ternyata IC yang telah digunakan tidak mempunyai input offset tegangan yang cukup untuk input dalam satuan milivolt. Setelah mencari banyak informasi penulis menemukan jenis IC Op Amp dengan input offset tegangan kecil sekitar 75 V yaitu IC OP07. Walaupun secara teori menggunakan IC ini sudah mencukupi dan seharusnya mampu memberikan penguatan tetapi ternyata penelitian mengalami kesulitan karena rangkaian penguat tetap tidak berhasil. Lebih dari satu bulan penelitian tentang penguatan tegangan ouput loadcell dilakukan, mulai dari rangkaian penguat inverting sampai rangkaian instrumentasi.
Loadcell yang terbuat dari logam bisa saja menangkap sinyal liar layaknya sebuah
antena, karena output dari loadcell merupakan sinyal berfrekuensi rendah maka pada penelitian selanjutnya dipasang sebuah filter untuk menghilangkan sinyal frekuensi tinggi yang tidak lain adalah noise. Filter yang digunakan sebelum output loadcell dikuatkan adalah LPF pasif, gambar rangkaiannya dapat dilihat pada gambar 4.9 dengan IC yang digunakan adalah OP07 dan LF353.
26
Gambar 4.9 Rangkaian penguat non-inverting dengan LPF Besarnya penguatan (A) non-inverting dapat dihitung dengan persamaan 4.1.
A= ...(4.1)
Besarnya frekuensi cutoff (Fc) pada LPF dapat dihitung dengan persamaan 4.2.
Fc=
.
...(4.2)Besarnya frekuensi cut-off LPF, yaitu
Fc = = 1,59 Hz
Pada saat nilai minimal, yaitu R10 = 0Ω. Amin =
Amin = 31
Pada saat nilai maksimal, yaitu R10 = 100kΩ.
Amin = = 41
Nilai penguatan pada penguatan kedua adalah:
27
Jadi jumlah penguatan rangkaian pada gambar 4.9 adalah 241,8 sampai dengan 319,8 kali, yaitu saat R10 minimal sebesar 241,8 kali dan saat R10 maksimal sebesar 319,8 kali. Karena dari penguatan tersebut output yang didapat adalah tegangan minus dan nilainya masih terlalu kecil untuk input PLC maka ditambahkan sebuah penguat inverting. Rangkaian penguat ketiga dengan menggunakan IC OP07 dapat dilihat pada gambar rangkaian 4.10.
Gambar 4.10 Rangkaian inverting sebagai penguat ketiga.
Besar penguatan ketiga ini adalah sebesar RF/R1 yaitu sebesar 45,45 kali. Dengan ditambahkannya penguat ketiga ini maka penguatan total mencapai 10.989,01 sampai 14.534,91 kali. Hasil semua perhitungan penguatan dapat dilihat pada tabel 4.1.
Tabel 4.1 Hasil penguatan output Loadcell.
Rangkaian penguat Besarnya penguatan secara teori Masing-masing penguat
Output penguatan secara teori Potensiometer R10 Minimal (0Ω) Potensiometer R10 Maksimal (100Ω) Penguat I 31 - 41 31 41 Penguat II 7,8 241,8 319,8 Penguat III 45,45 10.989,01 14.534,91
28
Perubahan-perubahan tersebut dilakukan untuk memenuhi tujuan dari penelitian walaupun hasilnya belum maksimal. Setelah pengerjaan semua perangkat selesai maka penulis melakukan pengkabelan dari semua input dan ouput yang ada untuk dikomunikasikan dengan PLC. Dari semua bagian perangkat mekanik keseluruhan terdapat sepuluh input ouput (IO) dan sebuah saluran untuk ground (GND). Dari semua IO tersebut penulis membaginya menjadi dua bagian dengan port yang berbeda, yaitu delapan pin dalam satu port berupa inputan PLC dan tiga pin dalam port lain berupa output dari PLC. Hasil pengkabelan dapat diliat pada gambar 4.11 dan gambar 4.12.
Gambar 4.11 Hasil pengkabelan port input
Gambar 4.12 Hasil pengkabelan port output